工厂方法模式(Java与Kotlin版)
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设计模式
Kotlin基础知识
1. 定义
工厂方法模式(Factory Method Pattern)又称为工厂模式,也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多态工厂(Polymorphic Factory)模式,它属于类创建型模式。在工厂方法模式中,工厂父类负责定义创建产品对象的公共接口,而工厂子类则负责生成具体的产品对象,这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完成,即通过工厂子类来确定究竟应该实例化哪一个具体产品类。
2. 结构
Factory:抽象工厂角色,定义创建实例的抽象方法;
ConcreteFactory:具体工厂角色,负责创建特定实例;
Product:抽象产品角色,是所创建的所有对象的父类,负责描述所有实例所共有的公共接口;
ConcreteProduct:具体产品角色,是创建目标,所有创建的对象都充当这个角色的某个具体类的实例。
3. 代码
3.1 Java
Product:
1 abstract class Product { 2 abstract void print(); 3 }
定义了抽象产品角色,及抽象方法print。
ConcreteProductA与ConcreteProductB:
1 class ConcreteProductA extends Product { 2 void print() { 3 System.out.println("print of ConcreteProductA"); 4 } 5 } 6 7 class ConcreteProductB extends Product { 8 void print() { 9 System.out.println("print of ConcreteProductB"); 10 } 11 }
定义了两个具体产品角色,分别实现了print方法。
Factory:
abstract class Factory { abstract Product factoryMethod(); }
定义了抽象工厂角色,及抽象方法factoryMethod。
ConcreteFactoryA与ConcreteFactoryB:
class ConcreteFactoryA extends Factory { Product factoryMethod() { System.out.println("create ProductA"); return new ConcreteProductA(); } } class ConcreteFactoryB extends Factory { Product factoryMethod() { System.out.println("create ProductB"); return new ConcreteProductB(); } }
定义了两个具体工厂角色,分别实现了factoryMethod方法。
FactoryMethodPattern:
public class FactoryMethodPattern { public static void main(String[] args) { System.out.println("Factory Method Pattern"); Factory factory = new ConcreteFactoryA(); Product product = factory.factoryMethod(); product.print(); factory = new ConcreteFactoryB(); product = factory.factoryMethod(); product.print(); } }
不同的具体产品实例,用不同的具体工厂来创建。
输出:
3.2 Kotlin
Product:
1 abstract class Product { 2 abstract fun print() 3 }
ConcreteProductA与ConcreteProductB:
1 class ConcreteProductA : Product() { 2 override fun print() { 3 println("print of ConcreteProductA") 4 } 5 } 6 7 class ConcreteProductB : Product() { 8 override fun print() { 9 println("print of ConcreteProductB") 10 } 11 }
Factory:
abstract class Factory { abstract fun factoryMethod(): Product }
ConcreteFactoryA与ConcreteFactoryB:
class ConcreteFactoryA : Factory() { override fun factoryMethod(): Product { println("create ProductA") return ConcreteProductA() } } class ConcreteFactoryB : Factory() { override fun factoryMethod(): Product { println("create ProductB") return ConcreteProductB() } }
FactoryMethodPattern:
fun main(args: Array<String>) { println("Factory Method Pattern") var factory: Factory = ConcreteFactoryA() var product = factory.factoryMethod() product.print() factory = ConcreteFactoryB() product = factory.factoryMethod() product.print() }
输出同上。
4. 优缺点
4.1 优点
在工厂方法模式中,工厂方法用来创建客户所需要的产品,同时还向客户隐藏了哪种具体产品类将被实例化这一细节,用户只需要关心所需产品对应的工厂,无须关心创建细节,甚至无须知道具体产品类的类名;
基于工厂角色和产品角色的多态性设计是工厂方法模式的关键。它能够使工厂可以自主确定创建何种产品对象,而如何创建这个对象的细节则完全封装在具体工厂内部。工厂方法模式之所以又被称为多态工厂模式,是因为所有的具体工厂类都具有同一抽象父类;
使用工厂方法模式的另一个优点是在系统中加入新产品时,无须修改抽象工厂和抽象产品提供的接口,无须修改客户端,也无须修改其他的具体工厂和具体产品,而只要添加一个具体工厂和具体产品就可以了。这样,系统的可扩展性也就变得非常好,完全符合“开闭原则”。
4.2 缺点
在添加新产品时,需要编写新的具体产品类,而且还要提供与之对应的具体工厂类,系统中类的个数将成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,有更多的类需要编译和运行,会给系统带来一些额外的开销;
由于考虑到系统的可扩展性,需要引入抽象层,在客户端代码中均使用抽象层进行定义,增加了系统的抽象性和理解难度,且在实现时可能需要用到DOM、反射等技术,增加了系统的实现难度。
5. 适用场景
一个类不知道它所需要的对象的类:在工厂方法模式中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可,具体的产品对象由具体工厂类创建;客户端需要知道创建具体产品的工厂类;
一个类通过其子类来指定创建哪个对象:在工厂方法模式中,对于抽象工厂类只需要提供一个创建产品的接口,而由其子类来确定具体要创建的对象,利用面向对象的多态性和里氏代换原则,在程序运行时,子类对象将覆盖父类对象,从而使得系统更容易扩展;
将创建对象的任务委托给多个工厂子类中的某一个,客户端在使用时可以无须关心是哪一个工厂子类创建产品子类,需要时再动态指定,可将具体工厂类的类名存储在配置文件或数据库中。
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